프로스트 라인(천체물리학)

Frost line (astrophysics)

천문학이나 행성 과학에서, 스노우 라인 또는 얼음 선으로도 알려진 프로스트 라인은 물, 암모니아, 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소같은 휘발성 화합물이 고체 얼음 알갱이로 응축될 수 있을 만큼 충분히 차가운 태양 성운의 특정 거리입니다.

각 휘발성 물질에는 자체 눈선(일산화탄소,[1] 질소 [2]및 아르곤[3])이 있으므로 항상 어떤 물질의 눈선이 의미하는지 지정하는 것이 중요합니다.트레이서 가스는 검출이 어려운 물질, 예를 들어 일산화탄소용 디아젠질륨에 사용할 수 있다.

이 용어는 토양과학의 "동토선"이라는 개념에서 차용되었다.

위치

휘발성 화합물마다 원시성운의 다른 부분 압력(따라서 밀도가 다름)에서 응축 온도가 다르기 때문에 각각의 서리 라인이 다릅니다.얼음의 눈 라인의 실제 온도와 거리는 얼음의 계산에 사용된 물리적 모델과 이론적인 태양 성운 모델에 따라 달라집니다.

  • 170K, 2.7AU로 (하야시,[4] 1981년)
  • 3.2AU에서 150K로 143K(Podolak 및 Zucker, 2010)[5]
  • 3.1AU (Martin and Livio, 2012)[6]
  • μm 크기의 입자는 150K, km 크기의 본체는 200K 이상(D'Angelo and Podolak,[7] 2015)

현재 스노우 라인 대 형성 스노우 라인

응축/증발 전선의 반경 위치는 성운이 진화함에 따라 시간에 따라 달라집니다.때때로 스노우 라인이라는 용어는 (직사광선 아래에서도) 수빙이 안정될 수 있는 현재 거리를 나타내기 위해 사용된다.현재의 설선 거리는 태양계 형성 중의 설선 거리와는 다르며, 약 [8]5AU와 같다.그 이유는 태양계가 형성되는 동안 태양 성운은 온도가 태양에 [citation needed]더 낮은 불투명한 구름이었고 태양 자체의 에너지도 적었기 때문이다.형성 후, 얼음은 유입되는 먼지에 의해 묻혔고 지표 아래 수 미터에서 안정된 상태를 유지하고 있다.예를 들어 분화구에 의해 5AU 이내의 얼음이 노출되면 짧은 시간 내에 승화한다.하지만, 태양계의 나이 동안 온도가 매우 낮을 수 있는 극지방 분화구(예: 달의 30-40 K)에 위치한다면, 직사광선을 벗어난 얼음은 소행성(및 달과 수성)의 표면에서 안정적으로 유지될 수 있습니다.

화성과 목성 사이에 위치한 소행성대의 관측 결과, 태양계 형성 중의 눈길이 이 지역 내에 위치했음을 알 수 있다.외부 소행성은 얼음 C급 물체이다(예: 아베 외).2000; Morbidelli et al.반면, 내부 소행성대에는 물이 거의 없다.이는 미행성 형성이 일어났을 때 눈선이 [6]태양으로부터 약 2.7AU 떨어진 곳에 위치했음을 의미한다.

예를 들어, 반지름이 2.77AU인 왜행성 세레스는 태양계가 형성되는 동안 물의 눈선 추정치가 거의 정확하게 낮습니다.케레스는 얼음 맨틀을 가지고 있는 것으로 보이며 심지어 [9][10]수면 아래에 바다도 있을 수 있다.

행성 형성

서리선 너머에 있는 성운의 온도가 낮기 때문에 미행성최종적으로는 행성에 더 많은 고체 입자를 부착할 수 있습니다.그러므로 서리선은 태양계의 [11]거대 행성으로부터 지구 행성을 분리한다.하지만, 몇몇 다른 별들(이른바 뜨거운 목성) 주변에서 거대한 행성들이 서리선 안에서 발견되었습니다.그들은 서리선 밖에서 형성되어 나중에 현재의 [12][13]위치로 이동했다고 생각됩니다.서리선까지의 거리는 4분의 1도 안 되지만 거대한 행성은 아닌 지구는 메탄, 암모니아, 수증기가 빠져나가는 것을 막기 위한 충분한 중력을 가지고 있다.메탄과 암모니아는 지구의 대기에서 드물게 발생하는데, 는 생화학적으로 번에 풍부한 메탄과 암모니아를 암시하는 생물 형태(대부분 녹색 식물)에서 기인하는 불안정성 때문이다. 그러나 물론 그러한 대기에서 화학적으로 안정된 액체 물과 얼음은 많은 파도를 형성한다.지구의 에이스.

연구원 레베카 마틴과 마리오 리비오는 근처의 거대 행성들이 궤도 내의 행성 형성을 방해하기 때문에 소행성 띠가 서리선 근처에서 형성되는 경향이 있을 것이라고 제안했다.약 90개의 별 주변에서 발견된 따뜻한 먼지의 온도를 분석함으로써, 그들은 먼지(따라서 소행성 띠)가 일반적으로 서리선 [14]근처에서 발견되었다고 결론지었다.근본적인 메커니즘은 1,000 - 10,000년의 시간 척도의 눈 선의 열적 불안정성일 수 있으며, 이로 인해 상대적으로 좁은 별 주위 [15]고리에 먼지 물질이 주기적으로 퇴적된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Qi, Chunhua; Oberg, Karin I.; Wilner, David J.; d'Alessio, Paola; Bergin, Edwin; Andrews, Sean M.; Blake, Geoffrey A.; Hogerheijde, Michiel R.; van Dishoeck, Ewine F. (2013). "Imaging of the CO Snow Line in a Solar Nebula Analog by Chunhua Qi, Karin I. Oberg, et al". Science. 341 (6146): 630–2. arXiv:1307.7439. Bibcode:2013Sci...341..630Q. doi:10.1126/science.1239560. PMID 23868917.
  2. ^ Dartois, E.; Engrand, C.; Brunetto, R.; Duprat, J.; Pino, T.; Quirico, E.; Remusat, L.; Bardin, N.; Briani, G.; Mostefaoui, S.; Morinaud, G.; Crane, B.; Szwec, N.; Delauche, L.; Jamme, F.; Sandt, Ch.; Dumas, P. (2013). "UltraCarbonaceous Antarctic micrometeorites, probing the Solar System beyond the nitrogen snow-line by E. Dartois, et al". Icarus. 224 (1): 243–252. Bibcode:2013Icar..224..243D. doi:10.1016/j.icarus.2013.03.002.
  3. ^ Öberg, K.I.; Wordsworth, R. (2019). "Jupiter's Composition Suggests its Core Assembled Exterior to the N_{2} Snowline". The Astronomical Journal. 158 (5).
  4. ^ "Structure of the Solar Nebula, Growth and Decay of Magnetic Fields and Effects of Magnetic and Turbulent Viscosities on the Nebula by Chushiro Hayashi". Archived from the original on 2015-02-19.
  5. ^ Podolak, M.; Zucker, S. (2004). "A note on the snow line in protostellar accretion disks by M. PODOLAK and S. ZUCKER, 2010". Meteoritics & Planetary Science. 39 (11): 1859. Bibcode:2004M&PS...39.1859P. doi:10.1111/j.1945-5100.2004.tb00081.x. S2CID 55193644.
  6. ^ a b Martin, Rebecca G.; Livio, Mario (2012). "On the Evolution of the Snow Line in Protoplanetary Discs by Rebecca G. Martin, Mario Livio (STScI)". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 425 (1): L6. arXiv:1207.4284. Bibcode:2012MNRAS.425L...6M. doi:10.1111/j.1745-3933.2012.01290.x.
  7. ^ D'Angelo, G.; Podolak, M. (2015). "Capture and Evolution of Planetesimals in Circumjovian Disks". The Astrophysical Journal. 806 (1): 29pp. arXiv:1504.04364. Bibcode:2015ApJ...806..203D. doi:10.1088/0004-637X/806/2/203.
  8. ^ Jewitt, D.; Chizmadia, L.; Grimm, R.; Prialnik, D. (2007). "Water in the Small Bodies of the Solar System" (PDF). In Reipurth, B.; Jewitt, D.; Keil, K. (eds.). Protostars and Planets V. University of Arizona Press. pp. 863–878. ISBN 978-0-8165-2654-3.
  9. ^ McCord, T. B.; Sotin, C. (2005-05-21). "Ceres: Evolution and current state". Journal of Geophysical Research: Planets. 110 (E5): E05009. Bibcode:2005JGRE..110.5009M. doi:10.1029/2004JE002244.
  10. ^ O'Brien, D. P.; Travis, B. J.; Feldman, W. C.; Sykes, M. V.; Schenk, P. M.; Marchi, S.; Russell, C. T.; Raymond, C. A. (March 2015). "The Potential for Volcanism on Ceres due to Crustal Thickening and Pressurization of a Subsurface Ocean" (PDF). 46th Lunar and Planetary Science Conference. p. 2831. Retrieved 1 March 2015.
  11. ^ Kaufmann, William J. (1987). Discovering the Universe. W.H. Freeman and Company. p. 94. ISBN 978-0-7167-1784-3.
  12. ^ Chambers, John (2007-07-01)제1종 및 제2종 이동에 의한 행성형성. 38.AAS/동력천문학회의.비브코드 2007 DDA 38.0604C.
  13. ^ D'Angelo, Gennaro; Durisen, Richard H.; Lissauer, Jack J. (December 2010). "Giant Planet Formation". In Seager, Sara (ed.). Exoplanets. University of Arizona Press. pp. 319–346. arXiv:1006.5486. Bibcode:2010exop.book..319D. ISBN 978-0-8165-2945-2.
  14. ^ "Asteroid Belts of Just the Right Size are Friendly to Life". Nasa. 1 November 2012. Retrieved 3 November 2012.
  15. ^ Owen, James E. (2020). "Snow-lines can be thermally unstable". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 495 (3): 3160–3174. arXiv:2005.03665. doi:10.1093/mnras/staa1309.

외부 링크